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马大猷:骏马谋大略 长啸声自远

2015-04-29

科学导报 2015年79期

1 刻苦钻研 锋芒初露

马大猷1915年3月1日生于北京,1937年进入美国加州大学洛杉矶分校,在声学家努特森教授指导下开始科研生涯。在加州大学,除了系统上声学课和做实验外,马大猷做了两件研究工作:一件是教授给的课题——颤动回声的研究,做了实验记录和理论分析;另一件是和“师兄”博鲁特讨论中想到的,研究成果后来写成论文发表。博鲁特比马大猷早到加州大学,马大猷和他切磋的时间最多,并一起开展了合作研究。有一次,博鲁特因为推导出了个适合于声频范围内简正波频率分布的新公式,所有人都为此祝贺。从小爱思考的马大猷,养成了“鸡蛋里挑骨头”的钻研性格。他思前想后:难道博鲁特公式就无懈可击?科学的本意不就是倡导“简单”与“和谐”?那种繁杂的公式本身不就是缺陷?马大猷为此感到非常困惑,悄然离开了庆贺的现场。

第二天,马大猷草草用过早餐,便一个人独思博鲁特公式。忽然,他灵机一动:何不用频率空间的体积计算,以求出简正频率的数目?

马大猷很快推导出一个简捷的公式,急匆匆跑到教室,向同学们和盘端出他的推算。大家惊呆了,顷刻响起热烈的掌声。博鲁特也走近他,向他祝贺,承认马大猷这一开创性方法比自己的“更为有用”。

1938年后,马大猷的名字便开始出现在世界声学界。他用直接计算的方法,得到一个更为简单的简正频率分布的公式,被认为贡献了世界声学史上关于“波动声学的一个基本公式”。同年转到哈佛大学,参与“矩形室中声衰变的分析”研究。

1940年,马大猷博士毕业,成为哈佛大学历史上第一个用两年时间就获得博士学位的人。随后,他毅然选择了归国效力。

1956年,马大猷参加国家《1956~1967年科学技术发展远景规划纲要》制定工作,提出发展中国声学事业的建议,在中科院电子学研究所内组建声学研究室并担任室主任,亲自设计并领导建造了包括消声室、混响室、隔声室和水池实验室在内的大型声学实验室,建立了中国第一个声学综合研究基地。

1959年,马大猷担任人民大会堂音质总设计师,他提出的分散声源和联结立体声系统成功解决了容积9万立方米、容纳观众1万人的世界第一大厅堂中的扩声问题。在这之前,声学从未在这么大的空间得以应用。谁能想到,那时的中国声学研究才起步三四年。

2 攻坚克难 不计得失

马大猷27岁成为西南联大当时最年轻的教授;31岁任北京大学工学院首任院长,成为当时全国著名工学院中最年轻的院长。

1965年,在承担导弹发射竖井吸声系统研究任务期间,马大猷及其工作小组经过两个多月夜以继日的攻关克难,发明了耐高温、潮湿,具有高吸声系数且造价低廉的微穿孔板,超越了当时国际通用的多孔性吸声材料,在实际发射中发挥了良好作用。

马大猷本想趁热打铁,对微穿孔板技术作系统的理论总结,可是“文革”迫使他不得不停了下来。尽管“文革”风雨如磐,马大猷仍然没有放弃对声学的不懈思考。

经过多年继续研究,马大猷阐述微穿孔板理论的第一篇论文,终于在1975年复刊的《中国科学》第一期上发表。

微穿孔板理论的确立,使人们在应用微穿孔板时不必做大量繁琐的实验和计算,只需要掌握三个常量,通过一定的公式,即可计算出其他的变量。微穿孔理论在航天领域取得重大突破之后,有关部门曾赠送两个航空模型给他。马大猷把它们当做最好的奖赏,一直保留下来。后来,微穿孔理论的影响逐渐超越了国界,甚至在异国他乡的重大建筑工程中发挥了决定性的作用,为我国赢得了巨大声誉。

马大猷为国家作出了突出的贡献,但却从来没有计较过报酬或个人得失。他曾说过:“我们当初对微穿孔板技术攻关时,根本就没有想到任何‘回报’,这也是中国科学院的传统。对于国家战略需求,我们不仅全力以赴提供技术支撑条件,还无偿提供应用样品,国家战略需求中能够想到我们,就是对我们的最大厚爱。”

3 国之赤子 耳聪目明

1961年的一天,马大猷带学生到北京的西郊机场做噪声实验,因为噪声控制与飞机制造有关。实验中用铁锤敲打钢板,发出震耳欲聋的声音,他当时感到耳朵受了巨大噪声的刺激,而后左耳听觉就不太好了,再过几年,右耳朵的听力也在逐年下降。虽然后来到医院配了一副助听器,听力比正常人低,却丝毫没有影响到马大猷继续他的各项工作。即使是到了耄耋之年,马大猷还带领青年学者进入非线性声学领域,在大振幅驻波的理论和实验研究方面取得了令人瞩目的成就。

尽管青丝已成白发,马大猷仍以热诚的赤子情怀为我国建设“科技强国”鼓与呼。面对我国科技界呈现出的浮躁情绪,他十分担忧,先后6次给时任国务院总理温家宝写信,呼吁加强基础研究工作,提高国家自主创新能力。

马大猷治学严谨,指导研究生,达不到要求的水平,绝不让“出师”,有一个学生学了八年才得到硕士学位;他采用“放羊理论”指导研究生学习———“给你无限的思考空间,像到辽阔无边的大草原上自由驰骋,寻找你要的水和草,等回过头来,再看看你找得对不对”;他在查阅很多学术报刊时发现文章的作者署名,一个人的很少,最多的竟有七八个人,他爱憎分明,敢于对这种科学“造假”的现象提出质疑……可以说,马大猷真正做到了“耳聪”“目明”,并乐此不疲。

“马先生对学生要求很高,他的博士生基本是五六年以上才能毕业。”学生李晓东说,“几十年间带的研究生不到40个。”马大猷的学生都很庆幸能够师从于他,因为从他身上学到的不仅仅是专业知识。“他留给我们的,更多的是宝贵的精神财富。”

马大猷不喜欢“当官”。他说:“我的思想里,大学最高的就是教授,而不是任何别的职位。我对做学问兴趣更大些,觉得更适合自己,这样对国家、对社会的贡献或许也会更大些。”他曾在一篇自述中说:“我最大的兴趣就是工作,也就是进行声学研究,可以说,我的工作与兴趣是一致的,进行声学研究是由我的兴趣所致,同时带给我很多乐趣,解决重要的科学难题,攻破研究中的障碍,这就是我生活中最大的快乐。”

马大猷说,数字助听器可以极大程度上矫正听觉,或许人们只有像一辈子对声学研究孜孜以求的他那样,做到“最大的兴趣就是工作”,才能抵抗尘世的喧嚣与干扰,才能保持耳根的清净与聪颖。